Remediasi Tanah Terkontaminasi Logam Berat Krom (Cr) dengan ...

18 

Luqman, dkk, Remediasi Tanah Terkontaminasi Logam Berat Krom (Cr) ... 

Remediasi Tanah Terkontaminasi Logam Berat 

Krom (Cr) dengan Teknik Remediasi Elektrokinetik 

Luqman Hakim 1 , Sismanto 2 , Siti Fatimah 3 

1 

Staf Pengajar Jurusan Teknik Lingkungan-FTSP-UII 

2 

Staf Pengajar Jurusan Kimia-FMIPA-UGM 

3 

Alumni Jurusan Teknik LingkunganFTSP-UII 

Abstract 

This research was conducted on the laboratory scale. The research methode 

of electrokinetic remediation with type of 2-D hexagonal electrode configuration 

are use voltage 40 Volt and 0.2 A of DC electric. Soil contaminated 

with Cr heavy metal was made by kaolinit soil from Godean distric in which 

that soil have initial concentration Cr 9.52 µg/g, and then the soil are contaminated 

by Cr 2 

O 3 

500 µg/g solution, soil weight 150 kg then homogenized 

on the reactor with 1 m x 1 m x 1 m dimentions. In electrokinetic remediation, 

electrodes are implanted in the soil, and direct current imposed between the 

electrodes then running for 12 hours. The electrodes are made from graphite 

and placed with hexagonal configuration which spacing of electrodes on 

between 15 cm. 

The result of research was shown that the avarege of soil pH before remediated 

in the condition strong acid i.e 2.4 while soil pH remediated within the range 

8.4 to 10.2 in the serounding cathode. Mean while, in the serounding anode 

on the condition strong acid that are about pH 3 to 5.4. It means there are 

chemical reactions called electrolysis. That Electrolysis reaction are oxidation 

reaction of the water from anode resulted acid conditions and also base 

condition in the cathode caused by reduction reaction of the water. The removal 

of Cr concentration having remediate for 12 hours in the site I to III 

are avarege 111.46 to 281.22 mg/g, in the other wards the removal efficiency 

of electrokinetic remediation are about 64.90 to 78.13%. It was shown that 

there are Cr 3+ ion migrations phenomena moved to cathode. That ion migration 

was influnced by electrical current. Electrical current flowing in the soil 

had been caused ion migration to counter electrode. As finally, Cr 3+ ion that 

formed from Cr 2 

O 3 

contaminant will reduce to elemental and then attached 

to cathode. 

Keywords: Cromium (Cr), electrokinetic remediation, electrolysis, 

electromigration 

Latar Belakang 

Daerah Istimewa Yogyakarta (DIY) telah dikenal sebagai pengahasil kerajinan 

kulit dengan kualitas ekspor. Berkembangnya industri kulit ini tentunya akan lebih 

LOGIKA, Vol. 2, No. 2, Juli 2005 ISSN: 1410-2315


19 

mengangkat citra DIY sebagai kota wisata. Disisi lain, dengan adanya industri 

kulit ini tentunya akan menghasilkan limbah baik itu berupa limbah cair maupun padat 

sebagai hasil sisa kegiatan produksi. Apabila limbah ini tidak diolah ataupun dikelola 

dengan baik, maka akan menimbulkan dampak bagi kesehatan dan lingkungan. Hal 

ini tentunya dapat mempengaruhi minat para wisatawan untuk datang ke DIY. 

Pemerintah Propinsi DIY telah memfasilitasi pengolahan limbah cair industri kulit secara 

terpadu di Desa Sitimulyo Kabupaten Bantul, namun demikian hasil pengolahan limbah 

cair tersebut mengahasilkan lumpur padat (sludge). Pengolahan sludge sampai saat 

ini belum dilakukan dan umumnya sludge tersebut langsung dibuang ke dalam tanah. 

Pemanfaatan bahan kimia berupa Khrom (Cr) sebagai bahan perontok bulu pada 

kulit, pada satu sisi akan menghasilkan limbah berupa Krom Heksavalen (Cr 6+ ) baik 

berupa limbah cair maupun padat. Limbah logam berat Cr 6+ adalah termasuk dalam 

kategori limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) karena sifatnya yang toksik. 

Untuk mengatasi permasalahan lingkungan tersebut di atas khususnya pada 

pencemaran tanah perlu dilakukan upaya pengolahan dan pengelolaan. Salah satunya 

yaitu melalui pemulihan (remediasi) tanah yang sudah terkontaminasi. 

Pemulihan tanah secara elektrokinetik merupakan salah satu upaya pemulihan 

tanah yang terkontaminasi oleh logam berat dan kontaminan organik lainnya secara in 

situ. Tujuan penelitian ini yaitu a) Mempelajari fenomena remediasi elektrokinetik pada 

tanah terkontaminasi logam berat Cr 2 

O 3 

dan b) Mengetahui effisiensi penurunan 

konsentrasi logam berat Cr 2 

O 3 

pada tanah yang telah terkontaminasi. 

Tinjauan Pustaka 

Penelitian tentang remediasi elektrokinetik pada tanah terkontaminasi sudah 

banyak dilakukan oleh para peneliti sebelumnya; antara lain oleh Acar dan Alshawabkeh, 

1993; Chan dan Lynch 2002; Alshawabkeh, et. Al., 1999; dan Pamukcu, 1997. 

Remediasi tanah (soil remediation) adalah pemulihan tanah yang terkontaminasi 

oleh zat-zat pencemar seperti logam berat dan atau senyawa organik untuk 

mengembalikan fungsi tanah sehingga dapat dimanfaatkan kembali dan tidak 

menimbulkan masalah bagi lingkungan. 

Menurut Cynthia (1997), teknologi remediasi secara umum dapat dilakukan dengan 

isolasi, immobilisasi, reduksi toksisitas, pemisahan fisis dan ekstraksi. Teknologi secara 

ekstraksi untuk remediasi tanah antara lain: soil washing, phyrometallurgical, in situ 

soil flushing dan electrokinetic treatment. 

Remediasi Elektrokinetik 

Remediasi secara elektrokinetik merupakan teknologi pemulihan tanah 

terkontaminasi logam berat dan senyawa-senyawa organik melalui proses secara insitu 

dengan menggunakan tegangan listrik rendah dan arus DC (direct current) pada 

potongan melintang area antara elektroda yang diletakkan pada tanah dengan susunan 

aliran terbuka. Tekanan aliran pada umumnya digolongkan dalam miliampere per 

sentimeter kuadrat (mA/cm 2 ) atau beda potensial tegangan listrik volt per sentimeter. 

Dengan penerapan teknologi tersebut diharapkan kontaminan logam berat dalam tanah 

dapat dipindahkan/digerakkan, dipadatkan/dipekatkan oleh elektroda serta 

diekstraksikan dari tanah, yang secara skematik dapat dilihat pada Gambar 1 

(Alshawabkeh, 2001). 

ISSN: 1410-2315 

LOGIKA, Vol. 2, No. 2, Juli 2005

20 


Gambar 1. 

Prinsip Dasar Remediasi Elektrokinetik (Alshawabkeh, 2001) 

Pada teknologi ini, elektroda ditempatkan pada tanah secara vertikal maupun 

horizontal. Ketika arus DC digunakan pada elektroda, dihasilkan tanah yang 

terpengaruh medan listrik oleh katoda dan anoda. Penggunaan sistem tersebut pada 

tanah mempunyai beberapa efek yaitu : electromigration, electroosmosis, perubahan 

pH, dan electrophoresis. Electromigration, yaitu pergerakan kation dan anion karena 

pengaruh sifat listrik yang ditimbulkan sistem tersebut pada tanah. Kation (ion 

bermuatan +) cenderung untuk berpindah ke arah katoda bermuatan negatif, dan anion 

( ion bermuatan -) berpindah ke arah anoda bermuatan positif. Pada 

penyelesaiannya, ion-ion yang dipekatkan/dipadatkan tersebut akan mendekati 

elektroda atau mengalami reaksi pada elektroda, dimana logam-logam pencemar 

tersebut naik ke arah elektroda atau melepaskan komponen berbentuk gas. Perubahan 

pH karena pengaruh arus merupakan reaksi elektrolisis pada elektroda. Terjadi oksidasi 

air pada anoda dan menghasilkan ion-ion hidrogen (H + ). Ion-ion H + tersebut 

membangkitkan asam untuk berpindah menuju katoda. Sebaliknya, penurunan air 

terjadi pada katoda dan menghasilkan ion-ion hidroxyl (OH - ) yang kemudian berpindah 

sebagai dasar ke arah anoda (Acar et.al, 1990). 

Transport pada ion-ion H + diperkirakan 2 kali lebih cepat daripada ion-ion OH - . 

Dengan demikian, gerakan asam rata-rata lebih besar daripada basa. Electroosmosis 

adalah proses transport air dalam jumlah besar yang terus mengalir pada tanah. Electrophoresis 

merupakan pergerakan partikel-partikel karena pengaruh medan listrik (Acar 

dan Alshawabkeh, 1993). 

Hasil yang didapatkan dari bench-scale laboratory dan percobaan skala lapangan 

mengindikasikan bahwa teknologi elektrokinetik ini dapat sukses diaplikasikan pada 

clayey (lempungan) sampai tanah fine sandy (pasiran halus). Hal ini menunjukkan 

bahwa tipe tanah bukan merupakan batasan yang signifikan. Bagaimanapun, kecepatan 

transport kontaminan dan efisiensinya tergantung pada tipe tanah dan variabel 

lingkungan. Tanah dengan aktifitas tinggi, seperti illite, montmorillonite dan kaolinit 

menunjukkan tingginya buffer asam/basa dan memerlukan asam berlebih dan perantara 

peningkat untuk desorb dan pelarutan kontaminan sorbed pada permukaan partikel 

tanah sebelum mereka dapat mentransportkan keluar subsurfase (bawah permukaan) 

dan removal. Teknologi ini dapat diaplikasikan untuk mengolah lapisan tanah heterogenous 

secara efektif (Alshawabkeh,1999). 



21 

Material, Konfigurasi dan Spasi Elektroda 

Material Elektroda, Bahan kimia yang tidak bereaksi dan bahan yang bisa 

menghantarkan listrik seperti grafit, coated titanium atau platinum bisa digunakan 

sebagai anoda untuk menahan dissolusi elektroda dan berlangsungnya pengkaratan 

dalam kondisi asam. 

Hipotesis 

Berdasarkan tinjauan pustaka dan landasan teori tentang remediasi 

elektrokinetik, maka dapat dirumuskan hipotesis sebagai berikut : 

1. Teknik remediasi elektrokinetik dapat dipergunakan untuk memulihkan tanah yang 

telah terkontaminasi oleh logam berat Cr 2 

O 3 

2. Teknik Remediasi elektrokinetik efektif untuk menurunkan konsentrasi logam berat 

Cr 2 

O 3 

dalam tanah. 

Metode Penelitian 

Tahap penelitian dilakukan melalui dua tahapan yaitu: 

1. Tahap pra penelitian : pemilihan tanah, analisis karakteristik dan jenis tanah, 

persiapan kontaminan, persiapan elektroda dan power supply. 

2. Tahap penelitian. Running teknologi remediasi elektrokinetik pada tanah 

terkontaminasi oleh Cr 2 

O 3 

(khrom trioksida). 

3. Parameter yang dianalisis: pH, Resitivitas, Konduktivitas, dan Cr 2 

O 3, 

4. Desain Teknologi Remediasi Elektrokinetik 

a. Kebutuhan Elektroda 

Konfigurasi elektroda hexagonal terdiri dari beberapa sel, masing masing berisi 

satu katoda yang dikelilingi oleh 6 kutub positif (anoda), lihat gambar 2. 

b. Reaktor 

Volume tanah = p x l x t 

= 1 m x 0,95 m x 0,13 m 

= 0,12 m 3 = 120 l 

Berat tanah = Bj tanah x volume tanah 

= 1,25 kg/l x 120 l 

= 150 kg 

Gambar 2. 

Teknologi Remediasi Elektrokinetik 

ISSN: 1410-2315 


22 


Analisis Data 

Untuk menentukan tingkat effisiensi penurunan konsentrasi Cr 2 

O 3 

(khrom trioksida) 

pada tanah setelah dilakukan remediasi secara elektrokinetik adalah dengan 

menggunakan persamaan sebagai berikut: 

Cawal − Cakhir 

E = 

x100% 

Cawal 

E = Effisiensi (%) 

C = Konsentrasi 

Hasil dan Pembahasasn 

Media yang digunakan pada penelitian ini adalah tanah lempung kaolinit dari Godean 

dengan konsentrasi Cr awal sebelum dikontaminasikan 9,3 µg/g (ppm) dan pH awal 5,8 

cenderung memiliki kondisi asam. Tanah tersebut kemudian dikontaminasikan dengan 

limbah simulasi Cr 2 

O 3 

(khrom trioksida) dengan konsentrasi 500 µg/g. 

Hasil Analisis pH pada Area Efektif 

Pada penelitian ini, pengambilan sampel tanah dilakukan di dalam reaktor percobaan 

yang dibagi menjadi 4 area yaitu: a)area I: 15 cm dari katoda, b) area II: 10 cm dari katoda, 

c) area III: 5 cm dari katoda, d) area tidak efektif: terletak 15 cm diluar anoda. 

Area I, II dan III merupakan area efektif sedangkan area tidak efektif merupakan 

area yang berada di luar daerah elektroda. Selain pada area anoda dan katoda, 

pengukuran pH juga dilakukan diantara anoda dan katoda yaitu area yang letaknya 10 

cm dari anoda dan katoda. 

Hasil pengukuran pH sebagaimana terlihat pada Gambar 3 menunjukkan adanya 

peningkatan pH di setiap area. Pada waktu jam ke-0 di setiap area memiliki pH terendah 

dengan nilai rata-rata 2, kemudian pada waktu jam ke-3 pH di area I dan area II 

mengalami kenaikan namun di area III atau area sekitar katoda kenaikan pH sangat 

tajam, yaitu mencapai 8,4. Pada waktu jam ke-6 pH di area I dan area II masingmasing 

sebesar 3,7 dan 5,0. Sedangkan pH di area III semakin meningkat sebesar 

9,2 sampai pada waktu jam ke-12, pH maksimum di area III sebesar 10,2 dan di area 

I dan II yaitu masing-masing sebesar 4,2 dan 5,4. 

12 

10 

8 

w aktu ke-0 w aktu ke-3 

w aktu ke-6 w aktu ke- 9 

w aktu ke-12 

pH 

6 

4 

2 

0 

5 10 15 

(III) (II) (I) 

Jarak (cm) (Area) 

Gambar 3. 

Grafik Hubungan pH terhadap Jarak (Area) 

Dari perubahan pH tersebut dapat diartikan bahwa telah terjadi reaksi-reaksi kimia di 

setiap area titik sampling. Salah satunya telah terjadi proses electrolysis, yaitu reaksi 

oksidasi air pada kutub positif (anoda) disebut sebagai area I yang menghasilkan kondisi 

asam, sementara pada kutub negatif (katoda) disebut sebagai area III terjadi reduksi air 

yang menghasilkan kondisi basa. Reaksi-reaksi yang terjadi tersebut yaitu : 



23 

1. Pada Area Katoda (III) 

Reduksi air : 2 H 2 

O (l) + 2 e H 2 

(g) + 2OH - (aq) 

Reaksi di atas menjelaskan terjadi reduksi air pada area III (katoda) yaitu 

pengambilan elektron sebanyak 2e yang kemudian menghasilkan ion OH - sehingga 

berarti bahwa pada area III (katoda) mengalami kondisi basa. 

2. Pada Area Anoda (I) 

Oksidasi air : 2 H 2 

O (l) 4 H + (aq) + O 2 

(g) + 4e 

Reaksi di atas menjelaskan reaksi oksidasi air pada area anoda (I) dimana 

terjadi pelepasan elektron sebanyak 4e dan menghasilkan ion H + yang berarti 

bahwa pada area I mengalami kondisi asam. 

Ion-ion dari zat terlarut dan ion-ion hidrogen maupun hidroksil (OH - ), berlombalomba 

untuk melepaskan muatan mereka pada elektroda dan ion yang berhasil 

adalah ion yang memerlukan energi paling sedikit untuk melepaskan muatan. 

Dengan memakai istilah elektrokimia, dapat dikatakan bahwa pada keadaan 

tertentu, ion yang memerlukan tegangan elektroda negatif yang lebih rendah akan 

terlebih dulu melepaskan muatannya pada katoda, sedangkan ion-ion yang 

memerlukan tegangan elektroda positif yang lebih rendah, akan terlebih dulu 

melepaskan muatannya pada anoda. Pelepasan ion-ion hidroksil pada anoda 

mengakibatkan terbentuknya gas oksigen : 

4OH - 2H 2 

O + O 2 (g) 

+ 4e 

Sedangkan reaksi yang terjadi pada katoda adalah bahwa ion-ion hidrogen 

bermigrasi ke arah katoda dengan membentuk molekul-molekul hidrogen, yang 

dilepaskan dalam bentuk gas hidrogen : (Setiono,1990) 

2 H + + 2 e H 2 

Pada area II yaitu area di antara anoda dan katoda pada penelitian ini 

mengalami kondisi asam namun memiliki nilai pH yang lebih tinggi dibanding 

dengan area I. Area II memiliki pH rata-rata 5, sehingga dimungkinkan di area II 

tersebut lebih dominan terpengaruh oleh area anoda sehingga pada area II 

cenderung mengalami kondisi asam. 

Daya hantar larutan pada proses electrolysis ini disebabkan karena adanya 

ion-ion (partikel bermuatan) yang apabila dialirkan listrik akan bermigrasi ke arah 

elektroda yang muatannya berlawanan, karena gaya elektrostatik. 

Tidak hanya area elektroda (anoda dan katoda) saja yang berpengaruh 

terhadap perubahan pH, faktor waktu juga berpengaruh terhadap kenaikan pH. 

Berikut ini grafik hubungan pH terhadap waktu di tiap-tiap area efektif, Gambar 4. 

pH 

14 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

Area I 

Area II 

Area III 

0 

0 3 6 9 12 

Waktu ke-(jam) 

Gambar 4. 

Hubungan pH terhadap waktu di area efektif 

ISSN: 1410-2315 


24 


Fenomena atau kecenderungan yang terjadi dari hubungan pH terhadap waktu 

oleh garis exponensial di masing-masing area. Perbedaan posisi antara garis 

exponensial dengan sebaran data pada setiap grafik di atas kemungkinan diakibatkan 

adanya kesalahan pengukuran pH, kadar air yang tidak homogen sehingga proses 

electrolysis tidak merata atau faktor lainnya. 

Alshawabkeh (1999): Perubahan pH pada tanah terkontaminasi tergantung pada 

jenis bahan kimia, kadar air dalam tanah, proses electrolysis ,waktu treatment dan 

potensial elektrokimia. Arus listrik yang mengalir melalui elektroda juga mempengaruhi 

proses elektrolisis di elektroda. Oksidasi air di kutub positif (anoda) menghasilkan 

kondisi asam sementara pada kutub negatif (katoda) terjadi reduksi (pengurangan) 

yang menghasilkan kondisi basa dalam tanah. Saat asam dihasilkan di kutub positif 

(anoda), melalui tanah dapat sampai ke arah katoda dibantu oleh migrasi ion dan 

elektroosmosis, basa yang dihasilkan di katoda dapat bergerak menuju ke anoda dibantu 

secara difusi dan migrasi ion 

Hasil Analisis Konsentrasi Cr pada Area Efektif 

Analisis konsentrasi Cr dalam tanah kaolinit menggunakan metode APN 

menunjukkan bahwa konsentrasi Cr awal Ao di setiap area adalah adalah sebesar 

509,524 mg/g. Setelah dilakukan remediasi terjadi penurunan konsentrasi Cr yang 

berbeda di setiap area sampling, dengan interval waktu remediasi masing-masing area 

adalah tiap 3 jam Gambar 5. 

600 

500 

400 

C 

300 

(ppm) 

200 

100 

Ao 

Waktu ke-3 

Waktu ke-6 

Waktu ke-9 

Waktu ke-12 

0 

(III) 

(II) 

0 5 10 15 

(I) 

20 

Jarak dari katoda (cm) (Area) 

Gambar 5. Hubungan Konsentrasi Cr terhadap Jarak Elektroda pada area efektif 

Penurunan konsentrasi Cr rata-rata setiap 3 jam pada area I (anoda) mengalami 

penurunan yang cukup besar dengan konsentrasi Cr terendah saat waktu ke 12 jam 

yaitu sebesar 88,653 mg/g. Penurunan konsentrasi yang sangat tajam terjadi pada 

area II yaitu sebesar 78,527 mg/g. Pada area III terjadi penurunan konsentrasi Cr 

yang tidak terlalu besar yaitu 89,203 mg/g. Penurunan konsentrasi pada setiap area 

tersebut karena adanya pergerakan ion-ion Cr 3+ menuju katoda sehingga dari 

konsentrasi Cr awal yaitu di titik 509 µg/g setelah mengalami remediasi mengalami 

penurunan konsentrasi di tiap titik area selama 12 jam. 

Migrasi ion Cr 3+ menuju katoda pada area II tersebut tersebut lebih banyak 

dibanding area lainnya. Banyaknya jumlah ion Cr 3+ yang bermigrasi salah satunya 

ditentukan oleh cepatnya gerakan antar ion Cr 3+ bermigrasi menuju katoda, sehingga 

jarak sangat berpengaruh terhadap pergerakan ion-ion Cr 3+ tersebut. Area III adalah 

yang berada di sekitar katoda dengan jarak 5 cm dari katoda, dari garis polynomial 



25 

yang terlihat konsentrasi Cr terendah di area III tersebut lebih tinggi dibanding 

area lainnya, dimungkinkan ion-ion Cr 3+ yang bermigrasi menuju katoda terakumulasi 

di area sekitar katoda tersebut, sehingga walaupun terjadi penurunan konsentrasi Cr 

di area III namun tidak terlalu besar karena terus terjadi penambahan ion Cr 3+ yang 

berasal dari area lainnya. Pergerakan ion-ion Cr 3+ karena adanya aliran listrik sehingga 

kation terebut bermigrasi menuju katoda. 

Tanah yang mengandung ion Cr 3+ yang berasal dari kontaminan Cr 2 

O 3 

, pada katoda 

direduksi menjadi logamnya sendiri dan logam yang terbentuk itu kemudian diendapkan 

dan menempel pada permukaan batang katoda (Petrucci, 1993). Sesuai dengan reaksi 

berikut ini : 

Cr 3+ + 3e Cr 0 (logam) 

Ion-ion Cr 3+ pada area I dan area II bergerak menuju katoda di bawah pengaruh 

medan listrik, sehingga pada area I dan area II tersebut terjadi penurunan konsentrasi 

Cr. Pada area III (katoda) penurunan konsentrasi yang terjadi tidak terlalu besar 

dibanding pada area I dan II, ini dikarenakan area III merupakan area terletaknya katoda, 

sehingga ion-ion Cr 3+ dari area I dan area II yang bergerak menuju katoda cenderung 

terakumulasi pada area katoda sedangkan ion-ion tersebut tidak langsung dapat 

menempel dan mengendap pada katoda yang mengakibatkan pada area III terjadi 

penambahan konsentrasi Cr yang berasal dari area I dan II. Walaupun demikian pada 

area III tetap terjadi penurunan konsentrasi Cr, karena ion-ion Cr 3+ terus bergerak menuju 

katoda dan menempel pada permukaan batang katoda, seperti dijelaskan pada Gambar 

6. 

Cr 3+ --- > Cr 0 

( + ) ( - ) 

Area I Area II Area III 

K + 

Cr 3+ 




Cr 3+ Cr 3+ 




Cr 3+ Cr 3+ Ca 2+ 

5 cm 5 cm 5 cm 

Asam 

Gambar 6. 

Arah proses migrasi ion pada anoda dan katoda 

Basa 

Dari Gambar 6 tersebut terlihat bahwa pada saat terjadi elektromigrasi atau migrasi 

ion, ion-ion bermuatan positif (kation) akan saling berebutan menuju katoda. Sehingga 

konsentrasi ion-ion bermuatan positif akan terakumulasi pada area katoda. 

Selain hal-hal tersebut di atas, lamanya waktu remediasi juga berpengaruh 

terhadap penurunan konsentrasi ion-ion Cr 3+ . Penurunan konsentrasi ion-ion tersebut 

diakibatkan adanya pergerakan ion-ion tersebut menuju kutub negatif (katoda) dalam 

interval waktu 12 jam. Dari data yang didapat pada penelitian ini mengindikasikan 

bahwa semakin lama waktu remediasi, maka konsentrasi ion-ion Cr 3+ semakin menurun. 

Seperti yang dikatakan oleh Pamukcu (1994), bahwa penurunan ion-ion 

ISSN: 1410-2315 


26 


tergantung pada spasi elektroda, konfigurasi elektroda, waktu dan reaksi geokimia. 

Gambar 7 berikut ini menunjukkan fenomena yang terjadi dalam hubungan konsentrasi 

Cr terhadap waktu remediasi pada masing-masing area efektif : 

600 

500 

400 

Area I 

Area II 

Area III 

C 

300 

(ppm) 

200 

100 

0 

0 3 6 9 12 

Waktu ke- (jam) 

Gambar 7. 

Grafik Hubungan Konsentrsi Cr terhadap Waktu di Area efektif 

Garis-garis exponensial pada Gambar 9 menunjukkan fenomena hubungan 

konsentrasi terhadap waktu. Semakin lama waktu remediasi, konsentrasi Cr dalam 

tanah semakin menurun sampai pada saat dimana ion-ion tidak dapat bermigrasi lagi. 

Konsentrasi Cr terendah berada pada area II yaitu sebesar 78,52 µg/g dengan waktu 

remediasi selama 12 jam. 

Hasil Analisis pada Arus dan Resistensi 

Grafik pada Gambar 8 menunjukkan bahwa terjadi peningkatan resistensi 

pada variasi waktu setiap 3 jam sedangkan arus yang terjadi mengalami nilai konstan 

yaitu 0,2 A, karena berkurangnya jumlah ion-ion penghantar maka hambatan (resistensi) 

yang terjadi dalam tanah semakin meningkat. 

8 0 0 0 0 0 0 

7 0 0 0 0 0 0 

I = 0 ,2 A 

R 

(O h m s ) 

6 0 0 0 0 0 0 

5 0 0 0 0 0 0 

4 0 0 0 0 0 0 

3 0 0 0 0 0 0 

2 0 0 0 0 0 0 

1 0 0 0 0 0 0 

0 

I L o g . ( I) 

0 3 6 9 1 2 

w a k tu k e (ja m ) 

Gambar 8. 

Grafik Hubungan Resistensi, Waktu dan Arus 

Selain itu, karena adanya penumpukan kation pada katoda mengakibatkan luas 

penampang katoda menjadi kecil sehingga hambatan yang dialami arus listrik 



27 

akan semakin besar, teori tersebut sesuai dengan persamaan bahwa resistensi 

akan berbanding terbalik dengan luas penampang (Bueche,1989). Maka kenaikan 

resistensi yang terjadi pada penelitian ini disebabkan karena adanya penurunan 

konsentrasi ion-ion logam muatan positif sehingga menyebabkan kenaikan resistensi 

yang cukup signifikan. 

Hubungan Konsentrasi, pH dan Waktu di Area Efektif 

Dimungkinkan variabel konsentrasi Cr, pH dan waktu memiliki hubungan yang saling 

ketergantungan satu sama lain (lihat Gambar 9). Dari Gambar 9 menunjukkan penurunan 

konsentrasi Cr terjadi bersamaan dengan perubahan pH di setiap area efektif dalam 

interval tiap 3 jam. Namun penurunan konsentrasi terendah terjadi pada area II, area 

yang terletak di antara katoda dan anoda yaitu sebesar 78,54 mg/g. 

600 

500 

400 

Area I 

Area II 

Area III 

C 

(ppm ) 

300 

200 

100 

0 

0 2 4 6 8 10 12 

pH 

Gambar 9. 

Hubungan Konsentrasi Cr dan pH di Area Efektif 

Sedangkan area yang memiliki konsentrasi Cr paling tinggi adalah pada area III 

yaitu area yang berada di sekitar katoda, konsentrasi Cr terendah pada area tersebut 

sebesar 89,2035 mg/g. Pada area di sekitar anoda (area I) mengalami kondisi asam 

dimana pH tertinggi yaitu sebesar 4,2. Area di sekitar katoda (area III) mengalami 

kondisi basa dengan pH tertinggi sebesar 10,2. Sedangkan area di antara katoda dan 

anoda (area II) memiliki pH tertinggi sebesar 5,4 yang berarti pada area II mengalami 

kondisi asam. pH rendah akan menyebabkan proses oksidasi menjadi tidak efisien 

sehingga dibutuhkan energi yang besar. Dari gambar 9 menunjukkan adanya reaksireaksi 

kimia akibat pengaruh medan listrik. Perubahan pH menunjukkan telah terjadinya 

proses electrolysis dan electromigration. Konsentrasi Cr yang menurun sebagai akibat 

dari adanya migrasi ion dan electrophoresis. 

Hasil Analisis Konsentrasi Cr pada Area Tidak Efektif 

Selain pada area efektif, analisis konsentrasi Cr dilakukan juga pada area tidak 

efektif, area yang terletak di luar area efektif. Pengambilan sampel dan data pada 

area tidak efektif ( Z ) ini adalah sebagai perbandingan dengan area efektif. Area tidak 

efektif merupakan area yang berada di luar daerah elektroda (anoda dan katoda). 

Pada penelitian ini, pengambilan sampel tanah yang telah diremediasi dilakukan pada 

waktu yang bersamaan dengan pengambilan sampel tanah pada area tidak efektif. 

Jarak pengambilan sampel tanah pada area tidak efektif sejauh 15 cm ke arah luar 

elektroda yaitu 15 cm dari arah anoda. Gambar 10 adalah hasil analisis 

ISSN: 1410-2315 


28 


pada area tidak efektif yang disesuaikan dengan waktu pengambilan sampel. 

Dari Gambar 10 tersebut didapat bahwa terjadi penurunan konsentrasi Cr pada area 

tidak efektif, sehingga dapat dimungkinkan bahwa pada area tersebut mendapat 

pengaruh dari medan listrik area efektif. Penurunan konsentrasi Cr pada area tidak 

efektif tidak sebesar penurunan konsentrasi Cr pada area efektif, walaupun sangat 

kecil telah terjadi pengaruh sistem elektroda area efektif terhadap area tidak efektif . 

K o n s e n t ra s i C r 

6 0 0 

5 0 0 

4 0 0 

3 0 0 

2 0 0 

1 0 0 

0 

A o Z 1 Z2 Z3 Z 4 Z 5 Z 6 Z3 , 1 Z 5 , 2 

0 3 6 9 1 2 

W a k tu k e -(ja m ) 

K o n s e n tr a s i 

C r r a ta - ra ta 

Gambar 10. 

Grafik Konsentrasi Cr terhadap Waktu pada Area tidak efektif 

Gambar 10 menunjukkan adanya penurunan konsentrasi Cr pada setiap interval 

waktu dengan konsentrasi minimum yaitu 233,780 mg/g. Konsentrasi Cr rata-rata 

pada area inefektif yaitu sebesar 281,2203 mg/g. 

Menurut Alshawabkeh (1999), distribusi medan listrik menunjukkan area inefektif 

beberapa sel berbentuk curvilinear triangle (segitiga sama kaki) dengan badan kaki 

merupakan jarak elektroda yang mempunyai polaritas sama. 

Secara umum, tujuan penerapan konfigurasi elektroda 2D adalah untuk mencapai 

aliran radial (axi-symetrical). Katoda ditempatkan di tengah untuk memberikan 

akumulasi kontaminan Cr pada zona yang lebih kecil di sekitar katoda sedangkan 

anoda ditempatkan pada batas pinggir untuk memaksimalkan penyebaran lingkungan 

asam yang dibangkitkan oleh anoda dan meminimalkan perluasan lingkungan basa 

yang dibangkitkan oleh katoda (Alshawbkeh, 1999). Pada Gambar 11 berikut ini 

dijelaskan konsentrasi Cr dan pH rata-rata pada seluruh titik sampling. 

Z4 

C= 277 ppm 

D1 

Z3 

C= 322,8 ppm 

D2 

C= 207,82 ppm 

E1 

D3 

C1 

Z5 

C= 274,6 ppm 

C= 259,8 ppm 

E2 

E 3 

III 

C 3 

C2 

F2 

C = 156 p p m 

F 3 

p H = 9,38 

B3 

II 

C = 111 ppm pH= 5,38 

A 3 

B2 

Z2 

C= 231,5 ppm 

F1 

C = 156 ppm 

A2 

I 

pH= 3,7 

B1 

Z6 

C= 274,6 ppm 

A1 

Z1 

C= 385,572 ppm 

Gambar 11. 

Konsentrasi Cr dan pH Rata-rata pada setiap Titik Sampling 



29 

Efisiensi Penurunan Konsentrasi Cr 

Dari analisis data di depan dapat diketahui nilai efisiensi penurunan konsentrasi 

Cr setelah dilakukan remediasi elektrokinetik yaitu: a) area I : 75,65%, b) area II : 78,13, 

c) area III : 69,40%, dan d) area inefektif 44,81%. 

80 

70 

60 

Efisiensi (%) 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

I 

II 

Area 

III 

Inefektif 

Gambar 12. 

Tingkat Efisiensi Konsentrasi Cr di Setiap Area 

Dari Gambar 12 di atas dapat terlihat bahwa, nilai efisiensi terbesar terjadi pada 

area efektif II, dimana pada area II tersebut memiliki nilai efisiensi konsentrasi Cr sebesar 

78,1 %. Sementara nilai efisiensi terendah terjadi pada area inefektif dengan nilai 

efisiensi rata-rata hanya 44,81 %. Hal tersebut di atas dikarenakan area efektif 

merupakan area yang dipengaruhi oleh medan listrik yang paling kuat sehingga pada 

area-area efektif terjadi proses elektromigrasi atau migrasi ion Cr 3+ secara optimum. 

Sedangkan pada area inefektif merupakan area di luar sistem elektroda sehingga 

pengaruh medan listrik pada area tersebut sangat kecil. Pada area III, nilai efisiensi 

konsentrasi Cr hanya 69,4%, lebih rendah jika dibandingkan efisiensi pada area efektif 

lainnya, ini dikarenakan penurunan konsentrasi Cr pada area III tersebut tidak terlalu 

besar selain itu area III merupakan area tempat terakumulasinya ion-ion Cr 3+ yang 

berasal dari area I dan II. 

Daftar Pustaka 

Acar, Y. B. and Alshawabkeh, A. N., 1993, Principles of Electrokinetic Remediation, 

Environmental Science and Technology, New Delhi, India. 

Acar, Y.B., Gale R. J., Putnam, G. A, Hamed, J. and Wong, R. L., 1990, Electrochemical 

processing of Soils, Betlehem. 

Alshawabkeh, A. N., 1999, Optimation of 2D Electrode Configuration for Electrokinetic 

Remediation, Juornal of Soil Contamination, USA. 

Alshawabkeh, A. N., 2000, Final In-Situ Electrokinetic Remediation of Metal Contaminated 

Soils. http//: www.US Army Environmental Center 

Alshawabkeh, A. N., 2001, Basic and Application of Electrokinetic Remediation, 

Universidade Federal do Rio de Janeiro (COPPE-UFRJ). 

ISSN: 1410-2315 


30 


Bueche, F. J., 1989, Theory and Problem of College Physics, MacGraw Hill, Inc. 

Chan, M. S. and Lynch, J. R., 2002, Two-Dimensional Electrokinetic Remediation of 

Soil, Cambridge University Engineering Departement, UK. 

Pamukcu, S., 1994, Electro-Chemical Technologies for In-Situ Restoration of 

Contaminaated Subsurface Soils, Departement of Civil and Environmental Engineering, 

Lehigh University, Betlehem, USA. 

Petrucci, R. H., 1993, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Gelora Aksara Pratama, 

Bogor. 

Setiono, L., Hadyana, A., 1990, Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan 

Semimakro, (Terjemahan dari Vogel,1979), Kalman Media Pustaka, Jakarta.

Remediasi Tanah Terkontaminasi Logam Berat Krom (Cr) dengan ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?